SEM534 Processos de Fabricação Mecânica. Aula: Mecanismo de Formação do Cavaco

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1 SEM534 Processos de Fabricação Mecânica Aula: Mecanismo de Formação do Cavaco 1

2 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica Mecanismo de Formação do Cavaco Definição: Porção de material retirada da peça no processo de usinagem.

3 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica Mecanismo de Formação do Cavaco Fatores que influem na formação do cavaco QUEBRA CAVACO GEOMETRIA DA FERRAMENTA MATERIAL DA PEÇA FLUIDO DE CORTE MATERIAL DA FERRAMENTA MÁQUINA FERRAMENTA CONDIÇÕES DE CORTE

4 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica 1. Sem contato na interface peça-ferramenta 2. Superfície de cisalhamento é um plano 3. Aresta de corte é uma linha reta 4. Largura de corte e do cavaco são iguais 5. Profundidade de usinagem é constante 6. Aresta de corte é maior que a largura de corte 7. Velocidade de corte uniforme 8. Cavaco contínuo sem APC 9. Espessura de corte é pequena em relação à largura de corte 10. Tensão normal e cisalhante na zona de cisalhamento primária e secundária são uniformes 4

5 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica Corte Ortogonal Corte Tridimensional 5

6 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica Mecanismo de Formação do Cavaco

7 Modelo de carta de baralho para formação de cavaco Piispanen 1948 (J. of Appl. Phys.V.19 p.867) ferramenta h = t c cavaco peça vc ferramenta vc h =t Peça 7

8 Geometria h = espessura do corte h = espessura do cavaco = ângulo de saída β = ângulo de cunha = ângulo de folga = ângulo de cisalhamento SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica ls = comprimento do plano de cisalhamento Mecanismo de Formação do Cavaco Modelo idealizado do corte h h ls Peça β cavaco Ferramenta 8

9 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica r = h h = l s l s sen cos( - ) = sen cos( - ) Razão de corte tan = r cos 1- r sen( ) h h

10 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica = AB AD DB = CD CD CD = tan( - ) cot

11 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica Deformação 1< < 6 2 < < 4 Valores típicos h Taxa de deformação típica 10 4 /seg a 10 6 /seg vc h ferramenta peça

12 SEM-534 Processos de Fabricação Mecânica Relação entre as velocidades V c V cac V s V c h V ca Vc velocidade de corte - Ferramenta em relação a peça Vcav velocidade do cavaco - Cavaco em relação a ferramenta Vs Velocidade do cisalhamento - cavaco em relação a peça V ca 90-γ 90- +γ V c V s V V V V ca V V Propriedade: sen(90-a) = cos (a) ca s c c c = = = h h = r ' cos cos - - sen cos

13 A Formação do cavaco afeta: Forças de corte Acabamento superficial; Temperatura; Vida da ferramenta e Tolerâncias dimensionais. Tipos de Cavaco: Contínuo Aresta Postiça decorte (APC) * Descontínuo Serrilhado 13

14 Tipos de Cavaco C) Descontínuo A) Contínuo A) Contínuo B) Aresta Postiça de corte 14

15 Tipos de Cavaco: B) Descontínuo D) Serrilhado A) Contínuo C) Aresta Postiça de corte 15

16 Formas dos Cavacos O cavaco varia bastante em termos de tamanho e forma Fonte: Trent &Wright

17 A Contínuo: Zona de cisalhamento muito estreita, existe também uma zona secundária de cisalhamento Excelente acabamento superficial Geralmente ocorre com metais dúcteis: ocorre a velocidades de corte elevadas e ângulos de saída positivos (condições favoráveis); Cavacos tendem a enrolar no cabo ou suporte da ferramenta. Deve-se usar quebra-cavacos 17

18 Solução para o problema do cavaco contínuo pode ser a utilização de quebra cavacos cavaco Zona de cisalhamento Quebra-cavaco Ferramenta Peça Fonte: georgia tech university 18

19 B. Aresta Postiça de Corte: forma-se quando existe afinidade química entre peça e ferramenta. Torna-se instável, quebra e então forma-se novamente. Processo repete-se continuamente Condições favoráveis para crescimento são: baixas velocidades, grandes profundidades de corte, ângulos de saída negativo e altas temperaturas Degrada o acabamento superficial e muda a geometria da ferramenta APC finos ajudam a melhorar a vida da ferramenta; p.e., MnS durante a usinagem de aços Fluidos de corte previnem a formação 19

20 B. Aresta Postiça de Corte Cavaco Depósito de APC Aresta Postiça Peça Ferramenta Depósito de APC Fonte: gtechuniv 20

21 Aresta Postiça de Corte (APC) (a) 21

22 C. Descontínuo: Ocorre normalmente para materiais frágeis Inclusões/ impurezas favorecem sua formação Ocorrem tanto a velocidades baixa quanto altas Grandes profundidades de corte Ausência de fluido de corte (em alguns casos como FoFo não se usa) Por causa da natureza descontínua dos cavacos, forças de corte variam levando a vibrações e trepidações na máquina ferramenta, resultando em acabamento superficial ruim e perda das tolerâncias Podem ser observados para metais dúcteis para condições de velocidade baixa e avanço grande 22

23 Escoamento ao longo do plano de cisalhamento Trinca Deformação lateral seguindo a trinca Peça trinca 23

24 D. Cavacos Serrilhados: Semicontínuos com zonas de altas e baixas deformações por cisalhamento Ocorrem em metais onde a resistência decresce pronunciadamente com a temperatura. Exemplo: Titânio e suas ligas 24

25 D. Cavacos Serrilhados: Ti-6Al-4V Ti-6Al-4V 25